風能作為一種綠色環保型能源是可再生能源中具有開發潛力的能源之一(yī)。風(fēng)機(jī)葉(yè)片是(shì)風力發電係統(tǒng)的關鍵動部件,其良好的設計(jì)、可靠的質量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩定(dìng)運行的決(jué)定因素,是風力發電機獲得較高風能利用係數和較大經濟效益的基礎。葉片要在惡劣環境下長周期運行,隨著風電機組的大型化發展,如何減小(xiǎo)葉片的(de)密度,如何具有(yǒu)優異的抗疲(pí)勞強度和機械性能,成為(wéi)當前風機(jī)葉片領域研究的熱點。

玻璃纖維具有(yǒu)可根據(jù)風機葉片的受力特點來設計強度與剛度、翼(yì)型容易成型、可達到最大的氣動效率、疲勞強度較高、抗震性(xìng)好(hǎo)和耐腐蝕性好等優點,而且玻璃纖維價格便宜,供應量寬鬆,采(cǎi)用玻璃纖維(wéi)作為葉片材料的成型(xíng)工藝成熟。但是隨著葉片長度的增加,傳統的E-玻璃纖維在強度、剛度和質量等方麵(miàn)顯現出不足(zú)。針對大型(xíng)複合材料風電葉片市場,國內外廠(chǎng)商從提(tí)高強度、剛度方麵出發,研製生產了各種高(gāo)性(xìng)能玻璃纖維(wéi)。
碳纖維(wéi)複合材(cái)料葉片技術的開(kāi)發與(yǔ)研究順應葉(yè)片大型化和輕量化(huà)的方(fāng)向發展。碳纖維增強材料的拉伸彈性模量是玻璃纖維增強材料的2~3倍,大型葉片(piàn)采用碳纖維增強可充分發揮其高彈輕(qīng)質的優點。碳纖維葉片的(de)幾何輪廓可以設計得更(gèng)薄,葉片更細長。同時葉片質量的降低和剛度(dù)的增加可以(yǐ)有效改善葉片(piàn)的空氣動力學性能,減少(shǎo)對塔和輪軸的負(fù)載,使風機(jī)的輸(shū)出(chū)功率更平(píng)滑、更均衡,提高了能量效率。利用碳纖維的導電性還(hái)能避免雷擊,可以有效地避免雷擊對葉片造(zào)成損傷。目前已開始根據需要將碳纖維複合材料(CFRP)應用在風機葉片的局部區(qū)域。